JP3281750B2 - Cylindrical heater and fixing heat roller - Google Patents

Cylindrical heater and fixing heat roller

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JP3281750B2
JP3281750B2 JP06785595A JP6785595A JP3281750B2 JP 3281750 B2 JP3281750 B2 JP 3281750B2 JP 06785595 A JP06785595 A JP 06785595A JP 6785595 A JP6785595 A JP 6785595A JP 3281750 B2 JP3281750 B2 JP 3281750B2
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heating resistor
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特にプリンタ等の電子
写真装置におけるトナー定着用ヒートローラや、温水用
ヒータや暖房用ヒータとして用いられる円筒状ヒータに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat roller for fixing toner in an electrophotographic apparatus such as a printer, and a cylindrical heater used as a heater for hot water or a heater for heating.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、プリンタ等の電子写真装置に
おけるトナー定着装置は、発熱手段を備えたヒートロー
ラと、加圧ローラを対向して配置し、これらのローラ間
に印字後の用紙を通過させることによって、トナーを加
熱定着するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a toner fixing device in an electrophotographic apparatus such as a printer has a heat roller provided with a heat generating means and a pressure roller arranged opposite to each other, and a printed paper passes between these rollers. By doing so, the toner is heated and fixed.

【0003】そして、上記ヒートローラとしてはアルミ
ニウムやステンレス等の金属パイプ中にハロゲンランプ
等の加熱素子を設けたものが用いられてきたが、発熱効
率が悪いため1分以上のウォームアップ時間が必要であ
り、また消費電力も大きいという問題点があった。
[0003] As the above-mentioned heat roller, a roller in which a heating element such as a halogen lamp is provided in a metal pipe such as aluminum or stainless steel has been used. However, since the heat generation efficiency is low, a warm-up time of one minute or more is required. In addition, there is a problem that power consumption is large.

【0004】そこで、金属パイプの外周にポリイミド等
の有機樹脂からなる絶縁層を介して発熱抵抗体を備え、
さらにその表面に離形層を備えた構造のヒートローラが
提案されている(特開昭55−72390号、特開昭6
2−200380号公報等参照)。
Therefore, a heating resistor is provided on the outer periphery of the metal pipe via an insulating layer made of an organic resin such as polyimide.
Further, a heat roller having a structure in which a release layer is provided on the surface thereof has been proposed (JP-A-55-72390, JP-A-55-72390).
2-200380).

【0005】また、上記ヒートローラの発熱抵抗体層と
してガラスと金属等の導電材料との混合物を用いること
も提案されている(特開昭63−158582号公報等
参照)。これは、金属等の導電材料は、ガラスとの濡れ
性が良くなじみやすいことから、均一な厚みの発熱抵抗
体層を形成できるためである。
It has also been proposed to use a mixture of glass and a conductive material such as a metal as a heating resistor layer of the heat roller (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-158852). This is because a conductive material such as a metal has good wettability with glass and is easy to conform to, so that a heating resistor layer having a uniform thickness can be formed.

【0006】さらに、温水用ヒータとして、ステンレス
製パイプの外周にセラミックヒータを装着し、パイプ内
を流れる水を暖める構造のものがあり、同様な構造で暖
房用ヒータとしても利用されている。
Further, as a heater for hot water, there is a heater having a structure in which a ceramic heater is attached to an outer periphery of a stainless steel pipe to warm water flowing in the pipe, and the same structure is used as a heater for heating.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の定着
用ヒートローラや温水用等の円筒状ヒータは、自己制御
機能がないため、過電流が流れた場合にはヒータが過昇
温し、ついには発火してしまうなどの事故が生じる恐れ
があった。
However, conventional cylindrical heaters such as a heat roller for fixing and a heater for hot water do not have a self-controlling function. There was a risk of accidents such as firing.

【0008】また、定着用ヒートローラを長期使用中
に、離形層が摩耗して発熱抵抗体層が露出したり、ある
いは発熱抵抗体層の一部が劣化した場合、発熱抵抗体層
は部分的に高抵抗となって異常発熱や発熱抵抗体層の破
壊へ進み、電気のリークや発火等の危険があった。
Further, when the release layer is worn out and the heating resistor layer is exposed or a part of the heating resistor layer is deteriorated while the fixing heat roller is used for a long period of time, the heating resistor layer is partially removed. In this case, the resistance becomes high, causing abnormal heat generation or destruction of the heat generating resistor layer, and there is a danger of electric leakage or ignition.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、金属パ
イプの表面に絶縁層を介して発熱抵抗体層を備えてなる
円筒状ヒータ又は定着用ヒートローラにおいて、上記発
熱抵抗体層を、Ag,Ni,Au,Pd,Mo,Mn,
W,Re23,Mn23,LaMnO3の少なくとも一
種からなる導電剤と、Al,Pb,V25の少なくとも
一種からなるPTC特性を有する成分と、合成樹脂又は
ガラスとの混合物で形成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a cylindrical heater or a fixing heat roller having a heating resistor layer provided on the surface of a metal pipe via an insulating layer, wherein the heating resistor layer is formed of Ag. , Ni, Au, Pd, Mo, Mn,
A mixture of a conductive agent composed of at least one of W, Re 2 O 3 , Mn 2 O 3 , and LaMnO 3 , a component composed of at least one of Al, Pb, and V 2 O 5 having PTC characteristics, and a synthetic resin or glass It is formed by.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、発熱抵抗体層中にPTC特性
を有する成分を含有するため、温度上昇に伴って抵抗値
が上昇し、過昇温を防止できる。また、仮に過昇温した
場合でも、発熱抵抗体層上に保護層を備えているため、
発火等を防止できる。
According to the present invention, since the heating resistor layer contains a component having PTC characteristics, the resistance value increases as the temperature rises, so that excessive temperature rise can be prevented. Also, even if the temperature rises excessively, since the protective layer is provided on the heating resistor layer,
Fire can be prevented.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の定着用ヒートローラの実施例に
ついて、図によって説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a fixing heat roller according to an embodiment of the present invention.

【0015】図1に側面図を、図2に拡大部分断面図を
それぞれ示す。本発明の定着用ヒートローラは、金属パ
イプ5の外周面に、絶縁層4を介して発熱抵抗体層3を
備え、さらにこの発熱抵抗体層3の外周を覆うように保
護層8を形成し、最外表面に離形層6を備え、また発熱
抵抗体層3の両端部にそれぞれ電極リング1を取り付け
て構成してある。そして、給電ブラシ7を上記電極リン
グ1に接触させ、両電極リング1、1間に電源9より通
電しながら回転させれば発熱抵抗体層3が発熱し、定着
用ヒートローラとして作用することができる。
FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is an enlarged partial sectional view. The fixing heat roller of the present invention includes a heating resistor layer 3 on an outer peripheral surface of a metal pipe 5 with an insulating layer 4 interposed therebetween, and further forms a protective layer 8 so as to cover the outer periphery of the heating resistor layer 3. A release layer 6 is provided on the outermost surface, and electrode rings 1 are attached to both ends of the heating resistor layer 3, respectively. Then, if the power supply brush 7 is brought into contact with the electrode ring 1 and is rotated between the two electrode rings 1 and 1 while energizing from the power supply 9, the heating resistor layer 3 generates heat and acts as a fixing heat roller. it can.

【0016】本発明では、上記のように発熱抵抗体層3
を覆うように保護層8を備えたため、発熱抵抗体層3に
過電流が流れて過昇温した場合でも、発火等を防止する
ことができる。この保護層8は、耐熱性が300℃以上
の合成樹脂又はガラス等を用い、具体的にはチラノ樹
脂、BT(ビスマレイシドトリアジン)樹脂、ポリイミ
ド樹脂、シリカ等をコーティングして焼き付けることに
よって得る。また、その厚みtは20〜300μmとす
るが、これは厚みtが20μm未満であると発火等を防
止する効果に乏しく、一方300μmを超えると昇温特
性が悪くなるためである。
In the present invention, as described above, the heating resistor layer 3
Is provided so as to cover the heating resistor layer 3, even if an overcurrent flows through the heating resistor layer 3 and the temperature rises excessively, ignition can be prevented. The protective layer 8 is obtained by using a synthetic resin or glass having a heat resistance of 300 ° C. or more, specifically, by coating and baking a tyrano resin, a BT (bismaleide triazine) resin, a polyimide resin, silica, or the like. . The thickness t is set to 20 to 300 μm. This is because if the thickness t is less than 20 μm, the effect of preventing ignition or the like is poor, and if the thickness t exceeds 300 μm, the temperature rise characteristics deteriorate.

【0017】さらに、上記発熱抵抗体層3は、導電剤
と、PTC特性を有する成分と、マトリックスを成す合
成樹脂又はガラスとの3成分からなるものを用いる。こ
のように発熱抵抗体層3がPTC特性を有する成分を含
んでいるため、高温になると抵抗値が大きくなり、過電
流を防止する自己制御作用を有することができる。
Further, the heating resistor layer 3 is composed of three components: a conductive agent, a component having PTC characteristics, and a synthetic resin or glass forming a matrix. As described above, since the heating resistor layer 3 contains the component having the PTC characteristic, the resistance value increases at a high temperature, so that the heating resistor layer 3 can have a self-control action for preventing an overcurrent.

【0018】なお、本発明においては、上記3成分によ
って発熱抵抗体層3を構成したことを特徴とするが、導
電剤は適度な抵抗値として発熱させるために必要であ
り、10重量%未満であると抵抗値が大きくなりすぎ、
一方70重量%を超えると成膜強度が低くなって抵抗温
度係数も低下するため、10〜70重量%の範囲、好ま
しくは30〜70重量%の範囲とする。また、PTC特
性を有する成分は、発熱抵抗体層3の抵抗温度係数を高
めるために必要であり、1重量%未満であると抵抗温度
係数を高める効果が乏しく、一方40重量%を超えると
主発熱体の特性を損なうため、1〜40重量%の範囲、
好ましくは5〜30重量%の範囲とする。さらに、マト
リックスを成す合成樹脂又はガラスは成膜強度を向上す
るために必要であり、10重量%未満であると成膜強度
が低くなって抵抗温度係数も低下し、一方90重量%を
超えると抵抗値が大きくなり過ぎるため、10〜90重
量%の範囲とする。
The present invention is characterized in that the heating resistor layer 3 is constituted by the above three components. However, the conductive agent is necessary for generating an appropriate resistance value and generates heat. If it is, the resistance value will be too large,
On the other hand, if it exceeds 70% by weight, the film-forming strength is lowered and the temperature coefficient of resistance is also lowered, so the range is 10 to 70% by weight, preferably 30 to 70% by weight. A component having PTC characteristics is necessary to increase the temperature coefficient of resistance of the heating resistor layer 3. When the content is less than 1% by weight, the effect of increasing the temperature coefficient of resistance is poor. In order to impair the characteristics of the heating element, a range of 1 to 40% by weight
Preferably, it is in the range of 5 to 30% by weight. Further, the synthetic resin or glass forming the matrix is necessary for improving the film forming strength. If the amount is less than 10% by weight, the film forming strength is lowered and the temperature coefficient of resistance is lowered. Since the resistance value becomes too large, the content is set in the range of 10 to 90% by weight.

【0019】さらに、上記マトリックスを成すガラスと
しては結晶化ガラス又は非結晶化ガラスのいずれでも良
いが、結晶化ガラスを用いることにより、加熱冷却サイ
クルによっても抵抗値の変化の少ない発熱抵抗体層3と
することができる。その組成としては、PbOを50重
量%以上含むものが良く、好ましくは軟化点が500℃
以下の低融点のものが良い。
Further, the glass forming the matrix may be either crystallized glass or non-crystallized glass, but by using crystallized glass, the heating resistor layer 3 whose resistance value does not change much by heating and cooling cycles. It can be. The composition preferably contains PbO in an amount of 50% by weight or more, and preferably has a softening point of 500 ° C.
The following low melting points are preferred.

【0020】また、導電剤としては、Ag,Ni,A
u,Pd,Mo,Mn,W等の金属材、あるいはRe2
3 、Mn2 3 、LaMnO3 等の金属化合物の少な
くとも1種を用いる。さらに、PTC特性を有する成分
としては、Al,Pb等の金属材、あるいはV2 5
の金属酸化物を用いる。
Further, as the conductive agent, Ag, Ni, A
metal material such as u, Pd, Mo, Mn, W, or Re 2
At least one of metal compounds such as O 3 , Mn 2 O 3 , LaMnO 3 is used. Further, as a component having PTC characteristics, a metal material such as Al or Pb or a metal oxide such as V 2 O 5 is used.

【0021】また、発熱抵抗体層3の厚みは5〜100
μmとする。これは厚みが5μm未満であると抵抗値が
高くなってバラツキが生じやすくなり、一方100μm
を超えると剥がれやすくなるためである。
The thickness of the heating resistor layer 3 is 5 to 100.
μm. This is because when the thickness is less than 5 μm, the resistance value is increased and the variation is liable to occur.
It is because if it exceeds, it will be easy to peel off.

【0022】なお、本発明の定着用ヒートローラにおい
て、電極リング1は、金属パイプ5との熱膨張率の差が
10×10-6/℃以内であり、電気抵抗率が10μΩ・
cm以下で、融点が800℃以上のものを用い、具体的
には、真鍮、銅、銅合金、ステンレス等、あるいはこれ
らの金属表面にニッケル等のメッキを施したものを用い
る。
In the fixing heat roller of the present invention, the electrode ring 1 has a difference in thermal expansion coefficient with the metal pipe 5 within 10 × 10 −6 / ° C. and an electric resistivity of 10 μΩ ·
cm or less and a melting point of 800 ° C. or more, specifically, brass, copper, copper alloy, stainless steel, or the like, or a metal surface plated with nickel or the like.

【0023】また、電極リング1の内周側のエッジ部に
はC面等の面取りを形成しておくことによって、導電性
ペーストによる接合強度を高くすることができる。さら
に、電極リング1の幅は給電ブラシ7の幅よりも大きく
するために4mm以上とし、7mm前後が好ましい。ま
た電極リング1の厚みは加工上0.7mm以上が好まし
い。さらに、上記電極リング1は、離形層6の外表面に
対して突出させて形成することによって、トナー粉や紙
粉の電極リング1への付着を防止することができ、この
突出高さは、0.1〜5mmの範囲内が好ましい。ま
た、電極リング1の周囲に溝を形成することによって、
段差部にトナー粉や紙粉が溜まることを防止できる。こ
の溝は、電極リング1の周囲に段差部の内外を連通する
ように軸方向に形成すれば良い。
By forming a chamfer such as a C-plane at the inner peripheral edge of the electrode ring 1, the bonding strength of the conductive paste can be increased. Further, the width of the electrode ring 1 is set to 4 mm or more in order to make the width larger than the width of the power supply brush 7, and preferably about 7 mm. The thickness of the electrode ring 1 is preferably 0.7 mm or more in terms of processing. Further, by forming the electrode ring 1 so as to protrude from the outer surface of the release layer 6, it is possible to prevent toner powder and paper powder from adhering to the electrode ring 1, and the protruding height is reduced. , 0.1 to 5 mm. Also, by forming a groove around the electrode ring 1,
Accumulation of toner powder and paper powder at the step can be prevented. This groove may be formed around the electrode ring 1 in the axial direction so as to communicate inside and outside the step.

【0024】さらに、上記金属パイプ5は熱伝導率0.
03cal/℃・cm・sec以上の金属から成り、具
体的にはアルミニウムやアルミニウム合金、あるいはス
テンレス等を用い、その肉厚は0.5〜1mmとする。
また、絶縁層4はポリイミド、フェノール、シリコン、
ボロシロキサン等の耐熱性に優れた有機樹脂からなり、
その厚みは絶縁耐力によって異なるが、例えばポリイミ
ドの場合10〜200μmの厚みが好ましい。また、離
形層6はトナーとの離形性に優れたフッ素樹脂、シリコ
ン等から成るものである。
Further, the metal pipe 5 has a heat conductivity of 0.1.
It is made of a metal of at least 03 cal / ° C. · cm · sec. Specifically, aluminum, an aluminum alloy, stainless steel, or the like is used, and its thickness is 0.5 to 1 mm.
The insulating layer 4 is made of polyimide, phenol, silicon,
Made of organic resin with excellent heat resistance such as borosiloxane,
The thickness varies depending on the dielectric strength. For example, in the case of polyimide, a thickness of 10 to 200 μm is preferable. The release layer 6 is made of fluororesin, silicon, or the like having excellent releasability from the toner.

【0025】次に、図1、2に示す本発明のヒートロー
ラの製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the heat roller of the present invention shown in FIGS.

【0026】まず、金属パイプ5を所定形状に加工し、
表面に有機樹脂からなる絶縁層4をスピンコート、スプ
レーコート、ディッピング等によって塗布し200〜4
50℃の空気中または窒素雰囲気中で焼き付ける。この
表面に、上述したような3成分の混合物を有機溶剤、バ
インダー、分散剤等と混合してペースト状にしたものを
スクリーン印刷、ディッピング、スプレーコーティング
等により塗布して400〜500℃で焼成し、発熱抵抗
体層3とする。
First, the metal pipe 5 is processed into a predetermined shape.
An insulating layer 4 made of an organic resin is applied to the surface by spin coating, spray coating, dipping, or the like.
Bake in air at 50 ° C. or in a nitrogen atmosphere. On this surface, a mixture of the three components as described above mixed with an organic solvent, a binder, a dispersant, and the like to form a paste is applied by screen printing, dipping, spray coating, or the like, and baked at 400 to 500 ° C. And the heating resistor layer 3.

【0027】この後、発熱抵抗体層3の表面に保護層8
を成すペーストを塗布して焼成し、さらに両端に電極リ
ング1を接合し、離形層6をコーティングすれば良い。
Thereafter, a protective layer 8 is formed on the surface of the heating resistor layer 3.
May be applied and baked, and the electrode rings 1 may be joined to both ends, and the release layer 6 may be coated.

【0028】次に本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0029】図3に示す温水用ヒータは、金属パイプ1
5の外周面に、絶縁層14を介して発熱抵抗体層13を
備え、さらにこの発熱抵抗体層13の外周を覆うように
保護層18を形成し、また発熱抵抗体層13の両端部に
それぞれ電極リング11を取り付けて構成してある。そ
して、両電極リング11、11間に電源(不図示)より
通電すれば発熱抵抗体層13が発熱し、金属パイプ15
内に水を通過させれば加熱して温水とすることができ
る。
The heater for hot water shown in FIG.
5 is provided with a heating resistor layer 13 via an insulating layer 14, a protective layer 18 is formed so as to cover the outer periphery of the heating resistor layer 13, and both ends of the heating resistor layer 13 Each is configured by attaching an electrode ring 11. When a current is supplied from a power source (not shown) between the two electrode rings 11, the heating resistor layer 13 generates heat and the metal pipe 15
If water is allowed to pass through it, it can be heated to make hot water.

【0030】この温水用ヒータでは、発熱抵抗体層13
を覆うように保護層18を備えたため、発熱抵抗体層1
3に過電流が流れて過昇温した場合でも、発火等を防止
することができる。この保護層18は、耐熱性が300
℃以上の合成樹脂又はガラス等を用い、具体的にはチラ
ノ樹脂、BT(ビスマレイシドトリアジン)樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリカ等をコーティングして焼き付けるこ
とによって得、その厚みは20〜300μmとする。
In this hot water heater, the heating resistor layer 13
Is provided so as to cover the heating resistor layer 1.
Even if an excessive current flows through 3 and the temperature rises excessively, ignition or the like can be prevented. This protective layer 18 has a heat resistance of 300
It is obtained by coating and baking a synthetic resin or glass or the like at a temperature of at least ℃, such as a Tyranno resin, a BT (bismaleide triazine) resin, a polyimide resin, or silica, and has a thickness of 20 to 300 μm.

【0031】さらに、上記発熱抵抗体層13は、10〜
70重量%の導電剤と、1〜40重量%のPTC特性を
有する成分と、10〜90重量%のマトリックスを成す
合成樹脂又はガラスとの3成分からなるものを用いる。
このように発熱抵抗体層13がPTC特性を有する成分
を含んでいるため、高温になると抵抗値が大きくなり、
過電流を防止する自己制御作用を有することができる。
Further, the heating resistor layer 13 is
A material composed of 70% by weight of a conductive agent, 1 to 40% by weight of a component having PTC characteristics, and 10 to 90% by weight of a synthetic resin or glass forming a matrix is used.
As described above, since the heating resistor layer 13 contains a component having PTC characteristics, the resistance value increases at a high temperature,
It can have a self-control action to prevent overcurrent.

【0032】さらに、本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0033】図4に示す定着用ヒートローラは、抵抗値
検出手段31を給電ブラシ7と金属パイプ5間に接続し
て発熱抵抗体層3と金属パイプ5間の抵抗値、即ち絶縁
層4の抵抗値を検出するようにしてある。また抵抗値検
出手段32を両給電ブラシ7、7間に接続して発熱抵抗
体層3の抵抗値を検出するようにしてある。さらに電力
供給線内にオシロスコープやスペクトルアナライザー等
の電気ノイズ検出手段33を電源9と直列に接続して、
電力供給線内の電気ノイズを検出できるようにしてあ
る。そして図示していないが、それぞれの検出手段によ
って得られた値が、設定値以上または設定値以下となっ
た時に、電源9からの通電を遮断する手段を有してい
る。
In the fixing heat roller shown in FIG. 4, the resistance value detecting means 31 is connected between the power supply brush 7 and the metal pipe 5, and the resistance value between the heating resistor layer 3 and the metal pipe 5, ie, the resistance value of the insulating layer 4, The resistance value is detected. Further, the resistance value detecting means 32 is connected between the two power supply brushes 7 to detect the resistance value of the heating resistor layer 3. Further, an electric noise detecting means 33 such as an oscilloscope or a spectrum analyzer is connected in series with the power supply 9 in the power supply line,
Electric noise in the power supply line can be detected. Although not shown, there is provided a means for cutting off the power supply from the power supply 9 when the value obtained by each detecting means becomes equal to or more than the set value or equal to or less than the set value.

【0034】上記絶縁層4は通常は高い絶縁抵抗を有し
ているが、長期使用中に絶縁性が低下すると漏電や発火
等が生じる。そこで、抵抗値検出手段31によって絶縁
層4の抵抗値が一定値以下になることを検出すると、電
源9からの通電を遮断して漏電や発火等の発生を防止す
ることができる。
The insulating layer 4 usually has a high insulation resistance, but if the insulating property is reduced during long-term use, electric leakage or fire may occur. Therefore, when the resistance value detecting means 31 detects that the resistance value of the insulating layer 4 becomes equal to or less than a predetermined value, the power supply 9 is cut off to prevent the occurrence of electric leakage or fire.

【0035】また、発熱抵抗体層3が劣化すると部分的
に高抵抗となるが、抵抗値検出手段32によって発熱抵
抗体層3の抵抗値が一定値以上になることを検出する
と、電源9からの通電を遮断して異常発熱等の発生を防
止することができる。
When the heating resistor layer 3 is deteriorated, the resistance becomes partially high. However, when the resistance value detecting means 32 detects that the resistance value of the heating resistor layer 3 exceeds a certain value, the power supply 9 turns on. , The occurrence of abnormal heat generation or the like can be prevented.

【0036】さらに、発熱抵抗体層3が劣化し断線が起
こると電気ノイズを発生するが、電気ノイズ検出手段3
3によって任意のdB以上の電気ノイズを検出すると、
電源9からの通電を遮断して漏電や発火を防止すること
ができる。
Further, when the heating resistor layer 3 is deteriorated and breaks, electric noise is generated.
3, when an electrical noise of an arbitrary dB or more is detected,
Electrical leakage from the power supply 9 can be prevented to prevent electric leakage and fire.

【0037】なお、上記抵抗値検出手段31、32、電
気ノイズ検出手段33については、いずれか一つ以上を
備えておけば良い。また各検出手段は常時検出し続ける
必要はなく、一定時間毎に検出するようにしておけば良
い。
It should be noted that any one or more of the resistance value detecting means 31, 32 and the electric noise detecting means 33 may be provided. Further, it is not necessary for each detecting means to always perform the detection, and it is sufficient that the detection is performed at regular time intervals.

【0038】実験例1 本発明実施例として、図1、2に示すヒートローラを試
作した。金属パイプ5はアルミニウム合金からなり、肉
厚0.7mm、外径18mm、長さ260mmとし、こ
の金属パイプ5上にポリイミドからなる絶縁層4を10
〜50μmの厚みで 絶縁耐圧1.5kV以上となるよ
うに形成し、この表面に発熱抵抗体層3を焼き付けて形
成した。この発熱抵抗体層3の組成は、導電剤としてA
g−Pdを20重量%と、PTC特性を有する成分とし
て表1に示す金属材と、残部がマトリックスを成す鉛ガ
ラスから成るものを用いた。それぞれ、150〜350
℃の範囲で抵抗温度係数を測定し、PTC特性を有する
成分を含まないものと比較した。
Experimental Example 1 As an example of the present invention, a heat roller shown in FIGS. The metal pipe 5 is made of an aluminum alloy, has a wall thickness of 0.7 mm, an outer diameter of 18 mm, and a length of 260 mm.
It was formed so as to have a thickness of about 50 μm and a dielectric breakdown voltage of 1.5 kV or more, and the heating resistor layer 3 was formed by baking the surface. The composition of the heating resistor layer 3 is such that A
A material composed of 20% by weight of g-Pd, a metal material shown in Table 1 as a component having PTC characteristics, and a balance composed of lead glass forming a matrix was used. 150 to 350, respectively
The temperature coefficient of resistance was measured in the range of ° C., and was compared with those not containing a component having PTC characteristics.

【0039】結果は表1に示す通り、Al系金属では1
〜30重量%、Pb系金属では5〜10重量%の添加量
とすれば、抵抗温度係数を上昇させられることがわか
る。したがって、この範囲の発熱抵抗体層3を用いれ
ば、高温時には抵抗値が大きく増大し、過電流を防止す
ることができる。
As shown in Table 1, the results were 1 for Al-based metal.
It can be seen that the temperature coefficient of resistance can be increased by using an addition amount of up to 30% by weight and 5-10% by weight for Pb-based metals. Therefore, when the heating resistor layer 3 in this range is used, the resistance value is greatly increased at a high temperature, and an overcurrent can be prevented.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】実験例2 次に、上記と同様にして、発熱抵抗体層3の成分をPT
C特性を有する成分としてPbを10重量%と、導電剤
として表2に示す金属材と、残部がマトリックスを成す
鉛ガラスから成るものを用いた。それぞれ、150〜3
50℃の範囲で抵抗温度係数を測定し、導電剤を含まな
いものと比較した。
Experimental Example 2 Next, in the same manner as described above, the components of the heating resistor
Pb was used as a component having the C characteristic, 10% by weight, a metal material shown in Table 2 as a conductive agent, and the balance consisting of lead glass forming a matrix were used. 150 to 3 respectively
The temperature coefficient of resistance was measured in the range of 50 ° C., and was compared with that containing no conductive agent.

【0042】結果は表2に示す通り、30〜70重量%
の導電剤を含むものは、抵抗温度係数を上昇させられる
ことがわかる。したがって、この範囲の発熱抵抗体層3
を用いれば、高温時には抵抗値が大きく増大し、過電流
を防止することができる。
The results are as shown in Table 2, 30 to 70% by weight.
It can be seen that those containing the conductive agent of (1) can increase the temperature coefficient of resistance. Therefore, the heating resistor layer 3 in this range
Is used, the resistance value greatly increases at high temperatures, and overcurrent can be prevented.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】実験例3 次に保護層8に関する実験を行った。図4に示すよう
に、セラミック基板24上にガラスとAgとPbから成
る発熱抵抗体層23を形成し、その両端に電極21を備
え、かつ上記発熱抵抗体層23を覆うように、表3に示
す各種材質にて保護層28を形成した。
Experimental Example 3 Next, an experiment on the protective layer 8 was performed. As shown in FIG. 4, a heating resistor layer 23 made of glass, Ag and Pb is formed on a ceramic substrate 24, electrodes 21 are provided at both ends thereof, and the heating resistor layer 23 is covered with the heating resistor layer 23. The protective layer 28 was formed of various materials shown in FIG.

【0045】それぞれ、AC320V(10kW)の電
圧を印加して、放射温度計で300℃までの昇温時間を
測定し、保護層28が無いものに比べて昇温時間の差が
1秒以内のものを○、1秒を超えたものを×とした。
A voltage of AC 320 V (10 kW) was applied to each of them, and the temperature rise time up to 300 ° C. was measured with a radiation thermometer. The sample was evaluated as ○, and the sample longer than 1 second was evaluated as ×.

【0046】また、通電中に保護層28上に紙を押し付
けて発熱抵抗体層23を過電圧により異常発熱させ、発
熱抵抗体層23の面積に対して焦げた面積の割合が50
%未満のものを○、50%以上100%未満のものを
△、100%のものを×とした。
Further, the paper is pressed onto the protective layer 28 during energization to cause the heating resistor layer 23 to abnormally generate heat due to overvoltage, and the ratio of the burned area to the area of the heating resistor layer 23 becomes 50%.
%, Less than 100% and less than 100%, and 100%.

【0047】結果は表3に示す通り、保護層28を30
〜200μmの厚みで形成したものは、焦げ度が50%
未満と低く、昇温特性も保護層の無いものに比べて1秒
以下の差しかなく、いずれも優れた結果であった。
As shown in Table 3, the results were as follows.
Those formed with a thickness of ~ 200 µm have a burntness of 50%
And the temperature rise characteristics were less than 1 second as compared with those without the protective layer, and all were excellent results.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属パイ
プの表面に絶縁層を介して発熱抵抗体層を備えてなる円
筒状ヒータ又は定着用ヒートローラにおいて、上記発熱
抵抗体層を、Ag,Ni,Au,Pd,Mo,Mn,
W,Re23,Mn23,LaMnO3の少なくとも一
種からなる導電剤と、Al,Pb,V25の少なくとも
一種からなるPTC特性を有する成分と、合成樹脂又は
ガラスとの混合物で形成したことによって、発熱抵抗体
層の抵抗温度係数を高くすることができるため、温度上
昇に伴って抵抗値が増大し、過昇温を防止することがで
きる。
As described above, according to the present invention, in a cylindrical heater or a fixing heat roller having a heating resistor layer provided on the surface of a metal pipe with an insulating layer interposed therebetween, the heating resistor layer comprises: Ag, Ni, Au, Pd, Mo, Mn,
A mixture of a conductive agent composed of at least one of W, Re 2 O 3 , Mn 2 O 3 , and LaMnO 3 , a component composed of at least one of Al, Pb, and V 2 O 5 having PTC characteristics, and a synthetic resin or glass Since the resistance temperature coefficient of the heat-generating resistor layer can be increased by the formation, the resistance value increases as the temperature rises, and excessive temperature rise can be prevented.

【0051】[0051]

【0052】したがって、本発明によれば、過昇温や発
熱抵抗体層の劣化に伴う漏電、発火等の事故を防止し、
安全性の高い円筒状ヒータ又は定着用ヒートローラを提
供できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent accidents such as electric leakage and fire due to excessive temperature rise and deterioration of the heating resistor layer,
A highly safe cylindrical heater or fixing heat roller can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例である定着用ヒートローラを示
す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a fixing heat roller according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の定着用ヒートローラの一部拡大断面図で
ある。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the fixing heat roller of FIG.

【図3】本発明の他の実施例である温水用ヒータを示す
図である。
FIG. 3 is a view showing a heater for hot water according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の定着用ヒートローラの他の実施例を示
す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the fixing heat roller of the present invention.

【図5】本発明における保護層の効果を確認するための
実験装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of an experimental device for confirming the effect of the protective layer in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:電極リング 3:発熱抵抗体層 4:絶縁層 5:金属パイプ 6:離形層 7:給電ブラシ 8:保護層 31:抵抗検出手段 32:抵抗検出手段 33:電気ノイズ検出手段 1: Electrode ring 3: Heating resistor layer 4: Insulating layer 5: Metal pipe 6: Release layer 7: Power supply brush 8: Protective layer 31: Resistance detecting means 32: Resistance detecting means 33: Electric noise detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−155872(JP,A) 特開 昭55−164859(JP,A) 特開 平6−332331(JP,A) 特開 平4−159587(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/20 H05B 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-59-155887 (JP, A) JP-A-55-164859 (JP, A) JP-A-6-332331 (JP, A) JP-A-4- 159587 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/20 H05B 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属パイプの表面に絶縁層を介して発熱抵
抗体層を備えてなるヒータであって、該発熱抵抗体層
が、Ag,Ni,Au,Pd,Mo,Mn,W,Re 2
3 ,Mn 2 3 ,LaMnO 3 の少なくとも一種からなる
導電剤と、Al,Pb,V 2 5 の少なくとも一種からな
PTC特性を有する成分と、合成樹脂又はガラスとの
混合物からなることを特徴とする円筒状ヒータ。
1. A heater comprising a heat generating resistor layer provided on a surface of a metal pipe via an insulating layer, wherein the heat generating resistor layer is made of Ag, Ni, Au, Pd, Mo, Mn, W, Re. Two
O 3, Mn 2 O 3, and <br/> conductive agent comprising at least one of LaMnO 3, Al, Pb, it at least one of V 2 O 5
Cylindrical heater, characterized by comprising a mixture of components, a synthetic resin or glass having that PTC characteristics.
【請求項2】金属パイプの表面に絶縁層を介して発熱抵
抗体層を備え、該発熱抵抗体層上に離形層を有する定着
用ヒートローラであって、上記発熱抵抗体層が、Ag,
Ni,Au,Pd,Mo,Mn,W,Re 2 3 ,Mn 2
3 ,LaMnO 3 の少なくとも一種からなる導電剤と、
Al,Pb,V 2 5 の少なくとも一種からなるPTC特
性を有する成分と、合成樹脂又はガラスとの混合物から
なることを特徴とする定着用ヒートローラ。
2. A fixing heat roller having a heat generating resistor layer on a surface of a metal pipe via an insulating layer, and having a release layer on the heat generating resistor layer, wherein the heat generating resistor layer is made of Ag. ,
Ni, Au, Pd, Mo, Mn, W, Re 2 O 3 , Mn 2
A conductive agent comprising at least one of O 3 and LaMnO 3 ;
Al, Pb, V 2 O and component having a PTC characteristic of at least one 5, fixing heat roller characterized by comprising a mixture of a synthetic resin or glass.
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